第一部分数据通信ppt课件

任何信道都有fc，信道的截止频率或带宽是由其 固有的物理特性决定的。
第二章 数据通信基础知识
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信道截止频率
A
10lg 2 3
A
10.707
f fc
(a) 单通滤波器
10.707
f
f1
f2
f2(b) 双通滤波器
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信息量的计算公式：I=loga(1/P)= -loga(P)
常见信号的带宽
话音信号
话音信号的标准带宽为300Hz～3400Hz。
音乐信号（CD音质）
要求的带宽是20Hz ~ 20KHz。
电视信号
电视信号的带宽为几Hz～4MHz。
单脉冲信号
其带宽为无穷大
二进制信号
一般情况下，其带宽依赖于“0”、“1”序列的顺序以 及具体的数字编码方式。
第二章 数据通信基础知识
第二章 数据通信基础知识
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模拟放大与数字再生
第二章 数据通信基础知识
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2.2 数据通信基础理论
2.2.1 信号的频谱和带宽
任何信号通过信道时都会发生衰减；如果所有 频率分量被等量衰减，那么结果信号虽在振幅 上有所衰减，但没有畸变。
2.2.3 信道的最大数据传输率
基本概念
码元速率
调制速率，波特率，信号单元速率
信号每秒钟传输的脉冲（码元）数：
数据传输率
RB
1 T
(Bau)d
信息速率
信号每秒钟传输的信息量（比特/秒）：Rb
V为信号的电平级数
1 T
log2V
两者的关系：比特 波 率特 lo2率 g n
RbRBlo2gn
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然而：信道对不同频率的信号其衰减幅度是不 相同的，因而会发生畸变。一般来说，频率越 高的信号，其衰减幅度越大
2.2.2 信道的截止频率与带宽 2.2.3 信道的最大数据传输率
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2.2.1 信号的频谱和带宽
傅立叶已经证明：任f(何t) 一个周期为T的函数f(t)都是由 无穷多个正弦和余弦函数合成，即：
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脉冲信号频谱图
信号的脉冲宽度与其带宽成反比，因此信 号的数据率越高，信号的带宽也就越宽。
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2.2.2 信道的截止频率与带宽
▪ 信道带宽是指该系统不失真传输信号的频率范围
我们把信号在经过信道时其中某个频率分量的振 幅衰减到原来的0.707(即信号的能量衰减到原来 的一半)时所对应的频率称为信道的截止频率fc。 (cut-off frequency)即低通信道的有效带宽(0~fc）
f(t)= C /2 (n S a in n f b n 2 C t 2 o n) s ftA n Co n s fn ) ( t2
其中：
n 1
n 0
an2 Tf(t)Sin(f2t)dt T0
bn2 Tf(t)Consf(t2)dt T0
T
C 0 f(t)dt
An an2 bn2
信号带宽
信号频域图所覆盖的频率范围称为信号的带宽 我们将信号大部分能量集中的那段频带称为信号的
有效带宽，简称为带宽(Bandwidth)； 任何信号都有一定的带宽。
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绝对带宽和有效带宽
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源
信
译
源
码
码
制
道
调
码
码
宿
器
器
器
器
它使变换后的信号能在传输介质 信源发送编端时码钟器的主要作用：一是进行模/接数收端转时换钟 ；二是 降低信中号传的输数，码或率提。高噪信声道的传输效率
发送端和接收端使用各自的时钟；
接收时钟与发送时钟必须保持同步
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码元(Code Cell)：时间码轴上元的一个信号编码单元
Networking techno;ogyБайду номын сангаас
码元1 码元2 码元3 码元4 码元5
信号
t
同步脉冲
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信息量的度量
香农规定：一个消息所荷载信息量I，等于它所表示 事件发生的概率P的倒数的对数。
结论
信道的带宽决定对其通过信号的带宽，因而对 于有限带宽信道必须限制信号的带宽，即限制 信号的数据传输率；否则输出信号就会畸变。
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以01100010为周期信号的频谱
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第二章 数据通信基础知识
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是对传输的2.数1.字3 信数号字进通行信检错或纠错编码,
▪
以便接收方能进行差错检测和纠正。
数字通信：利用数字信号来传递消息。
信
信
信
信
信
源 编
道 编
调
信
解
道 译
数字通信的主要特点
优点
抗干扰能力强，可实现高质量的远距离传输； 能适应各种传输业务； 能实现高保密传输；
传输设备的集成化和微型化；
缺点
占用信道的带宽大；而且需要复杂的同步技术。
例子：一路模拟电话占用4KHz信道带宽，而一路数 字电话所需要的数据传输率是64Kbps，所需占用的 信道带宽要远远大于4KHz。
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第一部分 数据通信
第二章：数据通信基础知识
信号与通信 模拟通信与数字通信 信号的频谱与带宽，信道的带宽及最大数据传
输率等 传输介质 多路复用技术 数据交换技术 信号变换
第三章：物理层接口（RS232C串口）
第二章 数据通信基础知识
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n= arctg(bn/ an)
此处f=1/T是基频，an和bn是n次正弦谐波和余弦谐波的振 幅。
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基本概念
频域图（频率-最大振幅图）
把f(t)各次谐波的振幅An按照频率高低依次排列 起来所形成谱状图形,称为信号f(t)的频谱图。